CN111725344B - 一种光伏组件及光伏阵列 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光伏组件及光伏阵列，包括多个依次串联的电池子串，每个电池子串包括按照一定规律依次串联的多个电池片。实际应用中，组件四周区域发生遮挡的概率远高于中间区域的概率，所以将组件内的电池片按照周围区域和中间区域重新排布得到电池子串。对于位于周围区域的电池片串联得到多个第一类电池子串。位于中间区域的电池片串联得到多个第二类电池子串。而且，每个电池子串的首尾两端反并联一个单向导通支路。与传统的组件相比，本方案提供的光伏组件在发生同等面积遮挡时因遮挡被旁路的电池子串数量更少，不能正常发电的电池子串数量更少，即受遮挡影响的发电损失量更小，也即提高了单块光伏组件发生遮挡时的发电量。

Description

一种光伏组件及光伏阵列

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏组件及光伏阵列。

背景技术

光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，能够将太阳能转化为其他类型能源，如电能、热能等。光伏组件通常由多个单体太阳能电池片串联构成。

光伏组件在实际应用中，最常见的问题是遮挡，当光伏组件中的部分电池片被其他物体遮挡造成局部阴影时，由于被遮挡的电池片无法工作，因此，被遮挡部分的温度远远大于未被遮挡部分，被遮挡部分极易因为温度过高而出现烧坏的暗斑，即热斑现象。热斑现象不仅影响整个组件的发电量，严重时可能导致整个光伏组件损坏。

目前的光伏组件电路结构在一定程度上能够降低遮挡对整个组件的发电影响程度，但是，传统的解决方案中受遮挡影响不能正常工作的电池片的数量仍较多，即组件的发电损失仍较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光伏组件及光伏阵列，以最大程度地降低光伏组件受遮挡时的发电损失，其具体的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种光伏组件，包括：

多个依次串联的电池子串，且每个电池子串的首尾两端并联一单向导通支路；

每个电池子串包括依次串联的多个电池片，所述电池子串包括第一类电池子串和第二类电池子串；

所述第一类电池子串由位于所述光伏组件的周围区域的电池片串联得到；

所述第二类电池子串由位于所述光伏组件的中间区域的电池片串联得到；

其中，所述周围区域包括所述光伏组件边缘及靠近边缘的区域，所述中间区域包括靠近所述光伏组件中心位置的区域。

可选地，所述光伏组件包括分别沿纵向对称轴、横向对称轴对称的四个分区，每个分区包括周围区域和中间区域；

每个分区中位于周围区域的电池片串联得到至少一个第一类电池子串；

每两个相邻分区的中间区域的电池片依次串联得到至少一个第二类电池子串。

可选地，每个分区中，位于周围区域的电池片从靠近组件纵向对称轴的位置开始逐行依次串联得到一个第一类电池子串；或者，每个分区中，位于周围区域的电池片从靠近所述纵向对称轴的位置开始逐列依次串联得到至少一个第一类电池子串；

横向相邻的两个分区中位于中间区域的电池片，依次串联得到至少一个第二类电池子串。

可选地，每个分区中位于周围区域的电池片依次串联得到至少一个第一类电池子串；

纵向相邻的两个分区中位于中间区域的电池片，依次串联得到至少一个第二类电池子串。

可选地，所述光伏组件包括沿纵向对称轴对称的两个分区，且每个分区包括周围区域和中间区域；

每个分区中位于周围区域的电池片，按照由四周向中心的顺序依次串联得到至少两个第一类电池子串；

每个分区中位于中间区域的电池片依次串联得到至少一个第二类电池子串。

可选地，所述光伏组件包括沿横向对称轴对称的两个分区，且每个分区包括周围区域和中间区域；

每个分区中位于周围区域的电池片，按照由外向内的顺序依次串联得到至少两个第一类电池子串；

每个分区中位于中间区域的电池片依次串联得到至少一个第二类电池子串。

可选地，所述光伏组件内的电池片从四周向中间按螺旋形依次串联得到多个电池子串。

可选地，位于中间区域的至少两个第二类电池子串串联后的首端和末端之间并联一单向导通支路。

可选地，所述单向导通支路包括一个单向导通半导体器件，或者，至少两个串联和/或并联的单向导通半导体器件。

可选地，每个所述单向导通支路在所述光伏组件中的物理安装位置依据物理连接线最短确定。

可选地，多个所述单向导通支路按照所述物理安装位置最近划分成至少两组，且每组单向导通支路集成在一个接线盒中。

可选地，其特征在于，任一所述单向导通支路的额定耐压值由与该单向导通支路所连接的电池子串电压确定。

可选地，所述光伏组件包含的完整电池片的数量为60片或72片。

可选地，所述电池片为整个电池片切分得到的半片电池片。

第二方面，本申请还提供了一种光伏阵列，包括：多个并联的光伏组串，每个光伏组串包括依次串联的多个光伏组件，其中，所述光伏组件为第一方面任一种可能的实现方式所述的光伏组件。

可选地，所述光伏阵列划分为周围区域和中间区域，所述光伏阵列中的光伏组串包括第一类光伏组串和第二类光伏组串；

位于周围区域的光伏组件依次串联得到所述第一类光伏组串，位于中间区域的光伏组件依次串联得到所述第二类光伏组串。

本申请提供的光伏组件，包括多个依次串联的电池子串，每个电池子串包括按照一定规律依次串联的多个电池片。因为组件四周区域发生遮挡的概率远远高于中间区域的概率，所以将组件内的电池片按照组件的周围区域和中间区域重新排布得到电池子串。位于周围区域的电池片串联得到多个第一类电池子串；位于中间区域的电池片串联得到多个第二类电池子串。而且，每个电池子串的首尾两端并联有一个单向导通支路，当组件的周围区域发生遮挡时，只有包含被遮挡的电池片的子串被单向导通支路被旁路不工作。与传统的组件相比，本方案提供的光伏组件在发生同等面积遮挡时因遮挡被旁路的电池子串数量更少，不能正常发电的电池子串数量更少，即受遮挡影响的发电损失量更小，也即提高了单块光伏组件发生遮挡时的发电量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是传统的光伏组件的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种光伏组件的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种光伏组件的结构示意图；

图4a是传统的光伏组件发生小面积局部遮挡时的示意图；

图4b是本申请实施例提供的光伏组件发生小面积局部遮挡时的示意图；

图5a是传统的光伏组件发生侧边遮挡时的示意图；

图5b是本申请实施例提供的光伏组件发生侧边遮挡时的示意图；

图6a是传统的光伏组件发生不规则遮挡时的示意图；

图6b是本申请实施例提供的光伏组件发生不规则遮挡时的示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种光伏组件的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的又一种光伏组件的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的又一种光伏组件的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的再一种光伏组件的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的再一种光伏组件的结构示意图。

具体实施方式

为了降低遮挡对组件的发电影响，传统的光伏组件通常在每两串电池子串配置一个旁路二极管，以6列10行排布，共60片电池片的组件为例，如图1所示，每一列包含的10片电池片串联构成一个电池子串，共6个电池子串S1～S6依次串联，且每两个电池子串并联一个旁路二极管。当某个位置的电池片被遮挡时，该电池片所在子串连接的旁路二极管导通，旁路掉整个子串，以保证其余子串继续发电。由于每两个子串并联一个旁路二极管，当任意子串中的任意一块电池片被遮挡时，均会影响两个子串不发电，受影响的电池片数量仍较大。即使为图1中每个子串并联一个旁路二极管，但是，当组件竖向的短边被遮挡时，每个子串都有被遮挡的电池片，因此，每个子串都会被旁路而不能正常发电，对发电量的影响非常大。

需要说明的是，如无特殊说明，本申请的“子串”即“电池子串”。

组件遮挡通常包括以下几种情况：1、外部阴影形成的规则遮挡，如前后排组件间距较小，前排组件对后排组件的底部造成遮挡，或者，女儿墙对组件造成的遮挡；2、外部阴影形成的不规则遮挡，如建筑物、树木、塔杆、污染物等；3、组件表面积灰造成的遮挡，如长时间灰尘堆积在边框底部，造成底边一排电池片全部遮挡。

通过分析上述的遮挡现象发现，遮挡通常发生在组件的四周区域，发生在中间区域的概率较低，因此，本申请提供了一种光伏组件，按照组件的周围区域和中间区域各自重新排布电池片构成电池子串。位于周围区域的电池片串联得到多个第一类电池子串，从而保证周围区域在同等面积遮挡情况下因遮挡被旁路的子串数量最少。位于中间区域的电池片串联得到多个第二类电池子串。每个电池子串的首尾两端并联一个单向导通支路，当任意子串内的任一电池片被遮挡时，该子串所并联的单向导通支路导通，使得受遮挡影响的发电损失最小。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供的光伏组件，包括多个依次串联的电池子串，每个子串包括依次串联的多个电池片，且每个电池子串的两端并联一个单向导通支路。按照构成电池子串的电池片所处的区域不同，电池子串包括第一类电池子串和第二类电池子串，其中，第一类电池子串由位于组件的周围区域的电池片串联得到；第二类电池子串由位于光伏组件的中间区域的电池片串联得到。周围区域是指光伏组件的边缘及靠近边缘的区域，中间区域包括光伏组件中心位置的区域。

在本申请的一个实施例中，可以将整个光伏组件划分成不同的分区，例如，沿纵向对称轴和横向对称轴划分为四个均匀的分区。每个分区均包括周围区域和中间区域。每个分区中位于周围区域的电池片串联得到至少一个第一类电池子串。且每两个相邻分区的中间区域的电池片依次串联得到至少一个第二类电池子串。

为了便于理解本申请提供的光伏组件的内部结构，下面以6列10行排布，共60片的光伏组件为例，结合附图进行说明。

请参见图2，示出了本申请实施例提供的一种光伏组件的结构示意图，本实施例中，整个光伏组件划分成四个分区，即A、B、C、D分区。每个分区包括

如图2所示，每个分区包括3列5行共15片电池片，其中，将靠近组件短边框的两行(共6片)、第3-5行中靠近长边框的一列(共3片)，以及第3行第2列的1块电池片划分为周围区域(共包含10块电池片)。每个分区中的其他电池片属于中间区域(共5片)。

每个分区中位于周围区域的电池片按位置顺序依次串联构成一个第一类电池子串，共4个第一类电池子串，分别为S1、S2、S5和S6，且每个第一类电池子串包含10片电池片。

A分区和D分区中位于中间区域的电池片按位置顺序依次串联构成一个第二类电池子串(共10片)，记为S4；同理，B分区和C分区中位于中间区域的电池片按位置顺序依次串联构成一个第二类电池子串，记为S3。即，四个分区共包含2个第二类电池子串。

六个电池子串S1～S6依次串联，其中，S1的首端为光伏组件的负极，S6的末端为光伏组件的正极。

而且，每个电池子串的首尾两端并联一个单向导通支路。

需要说明的是，本文中的每个单向导通支路均反向并联在电池子串两端，即单向导通支路的正极连接电池子串的负极，单向导通支路的负极连接电池子串的正极。

在本申请的一个实施例中，每个单向导通支路包括一个单向导通半导体器件，如二极管，或其他具有单向导通功能的半导体器件。或者，每个单向导通支路包括至少两个串联和/或并联的单向导通半导体器件；例如，两个(或两个以上)二极管依次串联后构成一个单向导通支路，或者，两个(或两个以上)二极管并联后构成一个单向导通支路，或者，两个(或两个以上)二极管并联后再与两个(或两个以上)二极管串联构成一个单向导通支路。

为了方便画图，本申请提供的所有附图中的单向导通支路均以一个二极管为示例。

如图2所示，D1并联在S1两端，D2并联在S2两端，D3并联在S3两端，D4并联在S4两端，D5并联在S5两端，D6并联在S6两端。

本实施例中的每个电池子串反并联的单向导通支路的额定耐压值由该电池子串的输出电压决定。如图2所示，该组件中每个电池子串反并联一个旁路二极管，该旁路二极管的额定耐压值略大于10块电池片串联后的输出电压。而图1所示的光伏组件中的旁路二极管的额定耐压值需大于20片电池片串联后的输出电压，即本申请的组件的旁路二极管的额定耐压值是图1所示组件的一半。因此，本申请提供的光伏组件中，单向导通支路的额定耐压值更小、体积更小，散热量也更小，最终使整个光伏组件的散热量更小。

在本申请的另一个实施例中，考虑到在实际使用中，组件中间区域的遮挡概率较低。而且，S3、S4均单独并联旁路二极管的情况，需要增加2条连接线，将会增加成本，加大生产工艺难度，增加内部发热量。因此，可以采用图3所示的连接方式，S3和S4串联后，在串联支路的两端并联一个旁路二极管，节约成本，简化生产工艺，减少发热量。

下面将结合实际应用中可能产生的遮挡情况对图3所示的光伏组件的影响范围与图1所示的组件进行对比说明。

在一种应用场景中，电站中的不同组件会有树叶、草木、鸟粪等局部小面积遮挡。

请参见图4a和图4b，图4a为图1所示的光伏组件在发生小面积单块电池片遮挡时的示意图，图4b为本申请提供的光伏组件发生小面积单块电池片遮挡时的示意图。

如图4a所示，对于图1所示的传统光伏组件而言，如果电池子串S2中的区域1有遮挡，D1导通，S1和S2均不发电，即20片电池片无法正常发电。而图4b所示的光伏组件，当区域1有遮挡时，D4导通，S5不发电，即10片电池片无法正常发电。同理，如果组件中的区域2、3、4、5分别有遮挡时，本申请的光伏组件比传统的光伏组件发电量损失减少1/2。

在另一种应用场景中，灰尘覆盖在组件表面，且组件按一定倾角安装，受重力影响，风雨作用等，灰尘会堆积在组件边框底部。

如果区域1有遮挡，对于传统光伏组件而言，如图5a所示，6个电池子串都会被遮挡一部分，此时，D1～D4都导通，S1～S6都不发电，即损失60片电池片。而对于本申请提供的光伏组件布局方案，如图5b所示，当区域1有遮挡时，S2和S5中的部分电池片被遮挡，D2和D4导通，S2和S5不发电，剩余的四个子串正常发电，即损失20片电池片。

同理，如果组件中的区域3有遮挡时，传统组件中的S1～S6都不发电。而本申请的光伏组件中的S1和S6不发电，剩余的四个电池子串正常发电。可见，对于区域1和区域3的遮挡，本申请提供的光伏组件比传统的光伏组件发电量损失减少2/3。

如果区域2或区域4有遮挡，图5a所示的传统光伏组件和图5b所示的本申请提供的光伏组件，都是两个电池子串不发电，发电量损失相同。

在又一种应用场景中，随着周围环境的变化，会出现不规则遮挡，如发生多块任意位置的电池片被遮挡。

如果光伏组件的区域1有遮挡，图6a所示的传统光伏组件中S1～S3中的部分电池片被遮挡，D1和D2导通，S1～S4被旁路不发电，即损失40片电池片；图6b所示的本申请提供的光伏组件中只有S5的部分电池片被遮挡，D4导通，S5被旁路不发电，即损失10片。

如果光伏组件的区域2有遮挡，图6a所示的光伏组件中S4～S6中的部分电池片被遮挡，D2和D3导通，S3～S6被旁路不发电，即损失40片；图6b所示的光伏组件中只有S2中的部分电池片被遮挡，D2导通，S2被旁路不发电，即损失10片。

同理，如果光伏组件中的区域3和4有遮挡，图6a所示的光伏组件中的四个电池子串被旁路不发电，而图6b所示的光伏组件中只有一个电池子串被旁路不发电。

可见，对于区域1～区域4有遮挡时，图6b所示的光伏组件比图6a所示的传统光伏组件发电量损失减少3/4。

如果光伏组件中的区域5有遮挡，图6a所示的光伏组件中S2～S5中的部分电池片被遮挡，D1～D3导通，S1～S6都被旁路不发电，即损失60片；图6b所示的光伏组件中S3和S4中的部分电池片被遮挡，D3导通，S3和S4被旁路不发电，即损失20片。可见，此种遮挡情况下，本申请提供的光伏组件比传统光伏组件发电损失量减少2/3。

由上述内容可知，图2所示的光伏组件，发生任意区域遮挡时，损失的电池片均小于或等于20片，而且，各个旁路二极管可以集中设置在电极线上，节省了连接线成本，且简化了生产工艺。

在本申请的其他实施例中，对于划分为四个分区的光伏组件，可以将横向相邻的两个分区的中间区域的电池片依次串联得到一个第二类电池子串。

如图7所示，每个分区的周围区域包括靠近组件短边框的三行(共9片)，以及剩下的两行中靠近长边框的一列(共2片)，即每个分区的周围区域包括11片电池片。每个分区的中间区域包括剩余的电池片(即，4片电池片)。

每个分区的周围区域的电池片，逐行依次串联构成一个第一类电池子串，四个分区共4个第一类电池子串分别为S1、S2、S3和S6。

A分区和B分区中位于中间区域的电池片按位置顺序依次串联构成一个第二类电池子串，即S5。同理，C分区和D分区中位于中间区域的电池片串联构成第二类电池子串S4。

在本申请的另一个实施例中，如图8所示，与图7所示实施例的不同之处在于：每个第一类电池子串内各电池片的连接顺序不同，本实施例中每个分区中位于周围区域的电池片从电极位置逐列依次串联连接。

图7和图8所示的光伏组件中，S3和S4独立并联的旁路二极管可以缩减为一个旁路二极管，本申请不再一一示出。

图7和图8所示的光伏组件与图2所示的光伏组件在各种遮挡发生时的发电量损失情况相似，此处不再赘述。

通过上述内容可知，本实施例提供的光伏组件，按照周围区域和中间区域重新排布电池片，周围区域的电池片串联得到第一类电池子串，中间区域的电池片串联得到第二类电池子串。而且，每个电池子串的首尾两端并联有一个单向导通支路，当组件的周围区域发生遮挡时，只有包含被遮挡的电池片的子串被单向导通支路被旁路不工作。与传统的组件相比，发生同等面积遮挡时该组件因遮挡被旁路的电池子串数量更少，不能正常发电的电池子串数量更少，即受遮挡影响的发电损失量更小。

在本申请的其他实施例中，还可以将整个光伏组件划分为两个对称的分区，例如，沿横向对称轴对称的两个分区，或者，沿纵向对称轴对称的两个分区。

请参见图9，示出了本申请实施例提供的又一种光伏组件的结构示意图，本实施例以6列10行共60片电池片的光伏组件为例进行说明。

将整个光伏组件划分成沿纵向对称轴对称的两个分区A和B，每个分区包括3列10行共30片电池片。其中，每个分区中靠近长边框的两列(共20片)，以及靠近纵向对称轴的一列中靠近短边框的两个电池片，上下两个短边框共4个电池片，这24片电池片所在的区域即周围区域。剩余的电池片(共6片)所在的区域即中间区域。

以A分区为例，该分区最外周的电池片按顺序依次串联构成一个第一类电池子串S6，该分区位于周围区域的其他电池片依次串联构成另一个第一类电池子串S5。B分区的两个第一类电池子串S1和S2的连接顺序分别与A分区的S6、S5相同，此处不再赘述。

A分区中位于中间区域的6片电池片依次串联构成一个第二类电池子串S4，同理，B分区中位于中间区域的6片电池片依次串联构成一个第二类电池子串S3。

六个电池子串S1～S6依次串联，且S1的首端为光伏组件的负极，S6的尾端为光伏组件的正极。每个电池子串的两端并联有一个旁路二极管。

在一种应用场景中，当光伏组件发生局部小面积遮挡，如只有单片电池片被遮挡时，本实施例提供的光伏组件只有被遮挡的电池片所在的电池子串被旁路无法正常发电。如果子串S1或S6中任一块电池片被遮挡时，因遮挡被旁路的电池片数量是S1或S6所包含的电池片的数量，即14片；如果子串S2或S5中任一块电池片被遮挡时，因遮挡被旁路的电池片数量是S2或S5所包含的电池片的数量，即10片；如果S3或S4中的任一块电池片被遮挡时，因遮挡被旁路的电池片数量是S3或S4所包含的电池片的数量，即6片。由此可见，本实施例提供的光伏组件受遮挡影响发电损失量均小于图1所示传统的光伏组件的发电损失量。

在另一种应用场景中，本实施例提供的光伏组件的周围部分被遮挡时，如果靠近组件下部的短边框的一行电池片存在遮挡，即S1和S6中的部分电池片被遮挡，D1和D6导通，S1和S6被旁路无法正常发电，共有28片电池片无法正常发电，与图1所示的传统光伏组件相比少损失32片电池片。

同理，如果组件中靠近上方短边框方的一行电池片存在遮挡，发电量损失情况与靠近下方短边框的一行电池片受遮挡的情况相同，此处不再赘述。

如果组件中靠近长边框方向的一列电池片存在遮挡，如S1中的部分电池片被遮挡，D1导通，S1被旁路无法正常发电，共有14片电池片因侧边遮挡无法正常发电，与图1所示的传统光伏组件相比少损失6片电池片。

同理，组件中靠近最左侧长边框方向的一列电池片存在遮挡时，发电量损失情况与最右侧一列电池片受遮挡的情况相同，此处不再赘述。

在又一种应用场景中，光伏组件会出现不规则遮挡，如发生多块任意位置的电池片被遮挡。

如果A分区中最上方的两行电池片(共6片)存在遮挡，即光伏组件中S5和S6的部分电池片被遮挡，此时，D5和D6导通，S5和S6被旁路不发电，共损失24片。与图1所示的传统光伏组件相比少损失16片。

同理，如果A分区中最下方两行电池片(共6片)，或者，B分区最上方两行电池片(共6片)，或者，B分区最下方两行电池片(共6片)分别存在遮挡时，同样损失24片。与图1所示的传统光伏组件相比少损失16片。

如果组件的第5-6行及第2-4列对应的电池片(共8片)存在遮挡，即光伏组件中S2～S4中的部分电池片被遮挡，此时，D2～D4导通，S2～S4被旁路不发电，共损失32片。与图1所示的传统光伏组串相比少损失28片。

在本申请的其它实施例中，如图10所示，还可以沿横向对称轴将整个光伏组件划分成两个分区。

如图10所示，每个分区包括6列5行共30片电池片。其中，每个分区的周围区域包括靠近短边框的两行电池片，以及第3～5行中靠近两侧长边框的两列的电池片，即每个分区的周围区域包括24片电池片；中间区域包括中间的6片电池片。

本实施例中，每个分区中最外周的电池片(共14片)依次串联构成一个第一类电池子串S1、S6；周围区域中靠近中间区域的电池片(共10片)依次串联构成另一个第一类电池子串S2、S5。每个分区的中间区域的电池片依次串联构成一个第二类电池子串S3、S4。

图10所示的光伏组件受各种遮挡时损失的电池片与图9所示的光伏组件受同种类型遮挡时的损失相似，此处不再赘述。

本实施例提供的光伏组件，将整个光伏组件划分为两个分区，每个分区按周围区域和中间区域分别依次串联，当组件的周边位置发生遮挡时，位于中间区域的电池子串不受遮挡影响能够正常发电。与传统的组件相比，发生同等面积遮挡时本申请的组件因遮挡被旁路的电池子串数量更少，不能正常发电的电池子串数量更少，即受遮挡影响的发电损失量更小。

请参见图11，示出了本申请实施例提供的再一种光伏组件的结构示意图。本实施例中，所有电池片从四周向中间按螺旋形依次串联得到六个电池子串S1～S6。

每个电池子串包括10个电池片，且每个电池子串两端并联一旁路二极管，S1的首端为组件的负极，S6的末端为组件的正极。

在一种应用场景中，当组件发生局部小面积遮挡时，如任一子串中的任一电池片被遮挡，此种情况下，该光伏组件被遮挡的电池片所在的电池子串被旁路不能正常发电，即损失10片，与图1所示的光伏组件相比，少损失10片。

在另一种应用场景中，当组件发生侧边遮挡时，如靠近组件上部的短边框的一行电池片被遮挡时，S1和S3中的部分电池片被遮挡，D1和D3导通，S1和S3被旁路无法正常发电，即损失20片，与图1所示的光伏组件相比，少损失40片。同理，靠近组件下部短边框的一排电池片被遮挡时，该光伏组件与传统的光伏组件相比，少损失40片。

如果靠近组件的长边框的一列电池片被遮挡时，如S1所在列的电池片被遮挡，此时只有S1被旁路二极管旁路不能正常发电，损失10片，比传统的光伏组件少损失10片。如果S2和S3所在列的电池片被遮挡，S2和S3被旁路不能正常发电损失20片，与传统的光伏组件损失相同数量的电池片。

在又一种应用场景中，组件发生不规则遮挡时，如多块任意位置的电池片被遮挡。

结合6a所示的可能被遮挡的5个区域的示意图，如果组件的区域1存在遮挡，则S2和S4中的部分电池片被遮挡，此时，S2和S4被旁路无法正常发电，损失20片。同理，如果区域2和区域4存在遮挡时，组件损失20片，与图1所示的光伏组件相比少损失20片。

如果区域3存在遮挡，则S1、S3和S5中的部分电池片被遮挡，因此，S1、S3和S5被旁路无法正常发电，此种情况下损失30片。与图1所示的光伏组件相比少损失10片。

如果区域5存在遮挡，则S4、S5和S6中的部分电池片被遮挡，因此，S4、S5和S6被旁路无法正常发电，损失30片。与图1所示的光伏组件相比少损失30片。

本实施例的光伏组件，直接从四周向中间以螺旋形状依次将各电池片串联连接得到六个电池子串。与传统的组件相比，发生同等面积遮挡时本申请的组件因遮挡被旁路的电池子串数量更少，不能正常发电的电池子串数量更少，即受遮挡影响的发电损失量更小。

在本申请的其他实施例中，上述的六种组件布局方案中，每个电池子串反并联的旁路二极管在光伏组件中的物理安装位置依据物理连接线最短的原则确定。从而减少光伏组件中连接线的长度，进而降低生产工艺难度，降低组件内部连接线的发热量，最终降低整个组件的发热量。

在本申请，可以按照旁路二极管的物理安装位置最近的原则，将各个电池子串所并联的旁路二极管划分为至少两组，且每组旁路二极管封装在一个接线盒中，从而简化光伏组件的生产工艺。

例如，图2所示的光伏组件中，D1和D2封装在同一个接线盒中，D3和D4封装在同一个接线盒中，D5和D6封装在同一个接线盒中。又如，图3所示的光伏组件中，D1和D5封装在同一个接线盒中，D2和D4封装在同一个接线盒中。

此外，图7～图11中同一虚线框内的旁路二极管表示能够封装在同一个接线盒中。

需要说明的是，上述实施例仅仅是本申请提供的具体示例，本申请并不限定一个组件所包含的电池子串的数量，也不限定每个电池子串所包含的电池片的数量。电池子串及电池片的布局只要能满足组件发生同等面积遮挡时，因遮挡被旁路的电池片的数量最少这一目的即可。在本申请的其他实施例中，上述任一实施例提供的光伏组件的排布方式均可以适用于包含72片电池片的组件中，而且，同样适用于将整个电池片切分为两个半片电池片的组件中。

另一方面，本申请还提供了一种光伏阵列，该光伏阵列包括多个并联的光伏组串，每个光伏组串包括依次串联的多个光伏组件，其中，该光伏组件可以采用上述任一实施例提供的光伏组件。

在本申请的一个优选实施例中，可以按照上述的任一种光伏组件中各电池片的排列思想，将光伏阵列内的光伏组件按周围区域和中间区域重新排列，位于周围区域的光伏组件串联得到第一类光伏组串，位于中间区域的光伏组件串联得到第二类光伏组串。从而保证光伏阵列发生同等面积遮挡时，受遮挡影响的光伏组串的数量最少，从而降低受遮挡影响的发电损失量，提高光伏阵列受遮挡时的整体发电量。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例记载的技术特征可以相互替代或组合，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本申请各实施例中的装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件划分为不同的分区，每个分区包括周围区域和中间区域，所述光伏组件包括：

多个依次串联的电池子串，且每个电池子串的首尾两端并联一单向导通支路；

每个电池子串包括依次串联的多个电池片，所述电池子串包括第一类电池子串和第二类电池子串；

每个分区中位于周围区域的电池片串联得到至少一个所述第一类电池子串；

每两个相邻分区的中间区域的电池片依次串联得到至少一个所述第二类电池子串；

其中，所述周围区域包括所述光伏组件边缘及靠近边缘的区域，所述中间区域包括靠近所述光伏组件中心位置的区域。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括分别沿纵向对称轴、横向对称轴对称的四个分区，每个分区包括周围区域和中间区域；

每个分区中位于周围区域的电池片串联得到至少一个第一类电池子串；

每两个相邻分区的中间区域的电池片依次串联得到至少一个第二类电池子串。

3.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，

每个分区中，位于周围区域的电池片从靠近组件纵向对称轴的位置开始逐行依次串联得到一个第一类电池子串；或者，每个分区中，位于周围区域的电池片从靠近所述纵向对称轴的位置开始逐列依次串联得到至少一个第一类电池子串；

横向相邻的两个分区中位于中间区域的电池片，依次串联得到至少一个第二类电池子串。

4.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，

每个分区中位于周围区域的电池片依次串联得到至少一个第一类电池子串；

纵向相邻的两个分区中位于中间区域的电池片，依次串联得到至少一个第二类电池子串。

5.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括沿纵向对称轴对称的两个分区，且每个分区包括周围区域和中间区域；

每个分区中位于周围区域的电池片，按照由四周向中心的顺序依次串联得到至少两个第一类电池子串；

每个分区中位于中间区域的电池片依次串联得到至少一个第二类电池子串。

6.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括沿横向对称轴对称的两个分区，且每个分区包括周围区域和中间区域；

每个分区中位于周围区域的电池片，按照由外向内的顺序依次串联得到至少两个第一类电池子串；

每个分区中位于中间区域的电池片依次串联得到至少一个第二类电池子串。

7.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括：

多个依次串联的电池子串，且每个电池子串的首尾两端并联一单向导通支路；

每个电池子串包括依次串联的多个电池片，所述电池子串包括第一类电池子串和第二类电池子串；

所述光伏组件内的电池片从四周向中间按螺旋形依次串联得到多个电池子串，其中，所述光伏组件的周围区域的电池片串联得到至少一个所述第一类电池子串，所述光伏组件的中间区域的电池片串联得到至少一个所述第二类电池子串。

8.根据权利要求1-7任一项所述的光伏组件，其特征在于，位于中间区域的至少两个第二类电池子串串联后的首端和末端之间并联一单向导通支路。

9.根据权利要求1-7任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述单向导通支路包括一个单向导通半导体器件，或者，至少两个串联和/或并联的单向导通半导体器件。

10.根据权利要求1-7任一项所述的光伏组件，其特征在于，每个所述单向导通支路在所述光伏组件中的物理安装位置依据物理连接线最短确定。

11.根据权利要求10所述的光伏组件，其特征在于，多个所述单向导通支路按照所述物理安装位置最近划分成至少两组，且每组单向导通支路集成在一个接线盒中。

12.根据权利要求1-7任一项所述的光伏组件，其特征在于，任一所述单向导通支路的额定耐压值由与该单向导通支路所连接的电池子串电压确定。

13.根据权利要求1-7任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包含的完整电池片的数量为60片或72片。

14.根据权利要求1-7任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述电池片为整个电池片切分得到的半片电池片。

15.一种光伏阵列，其特征在于，包括：多个并联的光伏组串，每个光伏组串包括依次串联的多个光伏组件，其中，所述光伏组件为权利要求1-14任一项所述的光伏组件。

16.根据权利要求15所述的光伏阵列，其特征在于，所述光伏阵列划分为周围区域和中间区域，所述光伏阵列中的光伏组串包括第一类光伏组串和第二类光伏组串；

位于周围区域的光伏组件依次串联得到所述第一类光伏组串，位于中间区域的光伏组件依次串联得到所述第二类光伏组串。

Images